Перейти на Sec.Ru
Рейтинг@Mail.ru

09 января 2003

К. Копп. Электронная бомба - оружие электрического массового поражения. Часть 1.

К. Копп

Аннотация

Технологии генерации электромагнитных импульсов высокой мощности и микроволновая технология высокой мощности достигли уровня, когда Е-бомбы (электромагнитные бомбы) становятся технически возможными, давая новые возможности как в стратегических, так и в тактических конфликтах. Разработка Е-бомб как бомб обычного (неядерного) типа разрешает их использование в неядерных столкновениях. В этой работе обсуждаются аспекты технологической базы, технологии доставки оружия и предлагается доктрина использования таких устройств в бомбах и боеголовках.

1. Введение

Ведение успешной войны против противника, находящегося на индустриальной и постиндустриальной стадии развития экономики, потребует соответствующего набора инструментов. Как было продемонстрировано во время операции "Буря в пустыне", военно-воздушные силы показали себя как наиболее эффективное средство подавления жизненно важной для противника информационной инфраструктуры. Причина этого - возможность одновременных или параллельных боевых действий по большому числу целей на географически значительной территории [SZAFRANSKI95].

В тоже время "Буря в пустыне" продемонстрировала, что применение воздушной мощи, хотя и было наиболее действенным при разгроме командных пунктов и узлов связи противника, из-за необходимости физического уничтожения их при помощи управляемых боеприпасов поглотило существенную долю боевых вылетов на ранней стадии воздушной кампании. Действительно, самолеты, способные доставлять бомбы лазерного наведения, были в основном заняты этим в первые ночи воздушной кампании.

Эффективное проведение военных действий против современного индустриально или постиндустриально развитого противника потребует применения специализированных инструментов, разработанных для уничтожения информационных систем. Электромагнитные бомбы, созданные специально для этого и доставляемые соответствующими средствами, являются очень эффективным инструментом для этой цели.

2. Действие электромагнитного импульса

Действие электромагнитного импульса (ЭМИ) [1] впервые наблюдалось при высотных ядерных испытаниях [GLASSTONE64]. Действие характеризуется генерацией очень короткого (сотни наносекунд), но интенсивного электромагнитного импульса, который распространяется от источника с уменьшающейся интенсивностью, в соответствие с теорией электромагнетизма. Этот импульс энергии производит мощное электромагнитное поле, особенно вблизи места взрыва. Поле может быть достаточно сильным, чтобы вызвать кратковременные перенапряжения в тысячи вольт в электрических проводниках, таких как провода или проводящие дорожки печатных схем.

В этом аспекте действие ЭМИ имеет военное значение, так как может привести к необратимому повреждению широкого спектра электрического и электронного оборудования, особенно компьютеров и радио или радарных приемников. В зависимости от электромагнитной стойкости электроники, степени упругости оборудования к воздействию ЭМИ и интенсивности поля, производимого оружием, оборудование может быть необратимо повреждено или, иными словами, электрически уничтожено. Причиненное повреждение мало чем отличается от того, что можно ожидать от близкого удара молнии и может потребовать полной замены оборудования, или, по крайней мере, существенной его части.

Коммерческое компьютерное оборудование особенно уязвимо к действию ЭМИ, так как оно в основном построено на МОП-приборах высокой плотности, которые очень чувствительны к воздействию высоковольтных переходных процессов. Для МОП-приборов является существенным, что требуется очень немного энергии для того, чтобы повредить или уничтожить их, любое напряжение порядка десятков вольт может вызвать эффект, называемый пробоем затвора, который эффективно уничтожает прибор. Даже если импульс не имеет энергии, достаточной для термического повреждения, источник питания оборудования сам добавит энергии, чтобы завершить процесс уничтожения. Поврежденные приборы могут еще функционировать, но их надежность будет серьезно ухудшена. Экранирование электроники при помощи корпусов оборудования обеспечивает только ограниченную защиту, так как любые кабели, входящие и выходящие из оборудования, будут вести себя подобно антеннам, направляя высокое напряжение в оборудование.

Компьютеры, используемые в системах обработки данных, коммуникационных системах, системах отображения информации, системах промышленного контроля, включая системы сигнализации автомобильных и железных дорог, и компьютеры, встроенные в военное оборудование, такое, как сигнальные процессоры, системы контроля полетов, цифровые системы контроля двигателей - все они потенциально уязвимы к воздействию ЭМИ.

Другие электронные приборы и электрическое оборудование могут также быть уничтожены ЭМИ. Телекоммуникационное оборудование может быть весьма уязвимым вследствие наличия длинных кабелей между приборами. Приемники всех типов особенно чувствительны к ЭМИ, так как высокочувствительные высокочастотные транзисторы и диоды в таком оборудовании легко уничтожаются при воздействии электрических импульсов высокого напряжения. Поэтому радарное и электронное военное оборудование, спутниковое, микроволновое, УКВ, КВ и низкочастотное коммуникационное оборудование и телевизионное оборудование является потенциально уязвимым к воздействию ЭМИ.

Существенно, что современные платформы военного назначения плотно набиты электронным оборудованием, и несмотря на то, что эти платформы хорошо защищены, ЭМИ-устройства могут существенно уменьшить их функциональность или перевести их в разряд непригодных к использованию.

3. Технологическая база обычных (неядерных) электромагнитных бомб

Технологическая база, которая может быть применена к разработке электромагнитных бомб, является как разнообразной, так и вполне зрелой во многих областях. Ключевыми технологиями, существующими в этой области, являются: генераторы со сжатием потока при помощи взрывчатки (explosively pumped Flux Compression Generators, FCG), работающие на взрывчатке или пороховом заряде магнито-гидродинамические генераторы (explosive or propellant driven Magneto-Hydrodynamic (MHD) generators) и целый набор микроволновых устройств высокой мощности (HPM devices), из которых наиболее продвинутым является осциллятор с виртуальным катодом (Virtual Cathode Oscillator, Vircator). Широкий набор экспериментальных образцов был испытан в этих технологических областях и имеется значительное количество публикаций в открытой литературе.

В этой работе дан обзор базовых принципов и атрибутов этих технологий, применительно к бомбам и боеголовкам. Следует подчеркнуть, что обзор не является исчерпывающим.

3.1. Генераторы со сжатием потока при помощи взрывчатки

Генераторы со сжатием потока при помощи взрывчатки (FC-генераторы) являются наиболее зрелой технологией, применительно к разработке бомб. FC-генераторы были впервые продемонстрированы Кларенсом Фоулером в Лос Аламосе (Clarence Fowler at Los Alamos National Laboratories, LANL) в конце 50-х годов. С тех пор был создан и испытан широкий набор конструкций FC-генераторов, как в США, так и в СССР, а позднее - в СНГ.

FC-генератор - это устройство в относительно компактной упаковке, способное произвести электрическую энергию порядка десятков МДж за сотни микросекунд. С пиковой мощностью от единиц до десятков ТВт, FC-генераторы могут быть использованы прямо, или в качестве источника коротких импульсов для микроволновых генераторов. Для сравнения, ток, производимый большими FC-генераторами в 10-1000 раз больше, чем ток, производимым типичным ударом молнии [WHITE78].

Центральная идея конструкции FC-генератора заключается в использовании "быстрой" взрывчатки для того, чтобы быстро сжать магнитное поле, преобразовав энергию взрывчатки в магнитное поле.

Начальное магнитное поле в FC-генераторах до инициирования взрывчатки производится стартовым током. Стартовый ток обеспечивается внешними источниками, такими как высоковольтный конденсатор, малые FC-генераторы или MHD устройства. В принципе, подойдет любое оборудование, способное произвести импульс электрического тока от десятков кА до единиц МА.

Несколько геометрических конфигураций FC-генераторов было описано в литературе (для примера, см. REINOVSKY85, CAIRD85, FOWLER89). Как правило, используются коаксиальные FC-генераторы. Коаксиальное расположение представляет особый интерес в контексте данной статьи, так как цилиндрический форм-фактор облегчает "упаковку" FC-генераторов в бомбы и боеголовки.

В типичном коаксиальном FC-генераторе, цилиндрическая медная труба образует якорь. Эта труба заполнена "быстрой" высокоэнергетической взрывчаткой. Несколько типов взрывчатки было использовано, от композиций В и С типа до обработанных на станках блоков РВХ-9501. Якорь окружен спиралью, как правило медной, который образует статор FC-генератора. Обмотка статора в некоторых конструкциях расщеплена на сегменты, с разветвлением проводов на границах сегментов, для того, чтобы оптимизировать электромагнитную индуктивность спирали якоря.

Интенсивные магнитные силы, производимые во время работы FC-генератора, потенциально могут вызвать преждевременное разрушение генератора, если не предпринять контрмеры. Обычно они заключаются в дополнении конструкции оболочкой из немагнитного материала. Могут быть использованы бетон или стекловолокно в эпоксидной матрице. В принципе, может быть использован любой материал, с соответствующими механическими и электрическими качествами. Там, где существенен вес конструкции, например, в боеголовках крылатых ракет, стекло- или кевларовые эпоксидные композиты наиболее реальные кандидаты.

Как правило, взрывчатка инициируется, когда стартовый ток достигает пикового значения. Инициация обычно выполнятся при помощи генератора, который производит во взрывчатке волну детонации с однородным плоским фронтом. После инициирования, фронт распространяется через взрывчатое вещество в якоре, деформируя его в конус (12-14 градусов дуги). Там, где якорь расширяется до полного заполнения статора, происходит короткое замыкание между концами статорной обмотки. Распространяющееся короткое замыкание имеет эффект сжатия магнитного поля. Результат заключается в том, что такой генератор производит импульс нарастающего тока, пиковое значение которого достигается перед окончательным разрушением прибора. По опубликованным данным, время нарастания составляет от десятков до сотен микросекунд, завися от параметров устройства, при токах в пике в десятки МА и энергиях в пике в десятки МДж.

Достигаемое усиление тока (т.е. отношение выходного тока к стартовому) меняется в зависимости от типа конструкции, но значения, достигающие 60, уже демонстрировались. В военных приложениях, где вес и объем существенны, желательны наиболее малогабаритные источники стартового тока. В этих приложениях могут применяться каскадные FC-генераторы, где малый FC-генератор используется как источник стартового тока для более крупного FC-генератора. Эксперименты, проведенные LANL и AFWL, продемонстрировали жизненность этой технологии [KIRTLAND94, REINOVSKY85].

Основные технические проблемы применения FC-генераторов в военных целях: источник стартового тока и как "упаковать" FC-генератор в соответствующую бомбу или боеголовку. Последняя проблема упрощается коаксиальной геометрией коаксиальной или конической конструкции FC-генераторов. Существенно, что эта геометрия подходит для военных применений, где FC-генераторы могут устанавливаться аксиально с приборами типа микроволновых виркаторов (Vircators).

3.2. МГД генераторы на пороховых зарядах и взрывчатых веществах

Конструкция МГД генераторов на пороховых зарядах и взрывчатых веществах значительно менее зрелая, чем конструкция FC-генераторов. По-видимому, МГД приборы будут играть минимальную роль в ближайшее время. В контексте данной статьи, их потенциальная роль лежит в таких областях, как генерация стартового тока для FC- генераторов.

Фундаментальные принципы, лежащие в конструкции МГД приборов заключаются в том, что проводник, двигающийся через магнитное поле, будет производить электрический ток перпендикулярно направлению поля и движению проводника. В МГД генераторе на взрывчатке или пороховом заряде, проводником является плазма - ионизированный газ от ВВ или порохового заряда - которая двигается поперек магнитного поля. Ток собирается электродами, которые находятся в контакте с плазменной струей [FANTHOME89].

3.3. Источники микроволнового излучения высокой мощности - Vircator

Хотя FC-генераторы являются потенциальной технологической базой для генерации мощных электрических импульсов, их выход, вследствие физики процесса, ограничен полосой частот ниже 1 МГц. При таких частотах многие цели будет трудно атаковать даже с очень высокими уровнями энергии, более того, фокусировка энергии от таких устройств будет проблематичной. Микроволновой источник высокой мощности решает обе проблемы, так как его выходная мощность может быть хорошо сфокусирована, кроме того, микроволновое излучение намного лучше поглощается многими типами целей.

Существует широкий набор микроволновых устройств высокой мощности. Релятивистские клистроны, магнетроны, Slow Wave-устройства, рефлекс-триоды, Spark Gap-устройства и осцилляторы с виртуальным катодом - виркаторы (Vircators) - это все примеры имеющейся технологической базы [GRANATSTEIN87, HOEBERLING92]. С точки зрения перспективы разработки бомб или боеголовок на настоящее время преимущество имеют осцилляторы с виртуальным катодом , а в ближайшей перспективе - Spark Gap-источники. Виркаторы представляют интерес вследствие того, что это одноразовые приборы, способные произвести очень мощный одиночный импульс энергии, конструктивно простые, небольшие по размерам, прочные и способные работать в относительно широкой полосе частот микроволнового диапазона.

Физика работы виркаторов существенно более сложная, чем физика работы ранее рассмотренных устройств. Фундаментальная идея, лежащая в основе виркатора заключается в ускорении мощного потока электронов сетчатым анодом. Значительное число электронов пройдет анод, формируя облако пространственного заряда за анодом. При определенных условиях, эта область пространственного заряда будет осциллировать с частотами микроволнового диапазона. Если область пространственного заряда помещена в резонансную полость, которая соответствующем образом настроена, может быть достигнута очень большая пиковая мощность. Чтобы вывести энергию из резонансной полости могут быть использованы обычные микроволновые технологии. Поскольку частота осцилляции зависит от параметров электронного пучка, виркаторы могут быть настроены по частоте, где микроволновая полость поддерживает соответствующие моды. Уровни мощности, достигнутые в экспериментах с виркаторами, находятся в диапазоне от 170 кВт до 40 ГВт по мощности и в диапазоне длин волн от дециметрового до сантиметрового [THODE87].

Как правило, описываются две конфигурации виркаторов: аксиальный виркатор (Axial Vircator, AV, рис. 3) и поперечный виркатор (Transverse Vircator, TV). Аксиальный виркатор наиболее прост по конструкции и, как правило, в экспериментах дает наибольшую выходную мощность. Обычно он встраивается в цилиндрическую волноводную структуру. Мощность, как правило, выводится посредством перехода волновода в коническую рупорную структуру, которая служит антенной. Аксиальные виркаторы обычно генерируют в поперечной магнитной моде. Поперечный виркатор инжектирует катодный ток от стороны полости и обычно генерирует в поперечной электрической моде.

Технические вопросы, возникающие при конструировании виркаторов, связаны с длительностью выходного импульса, который обычно порядка микросекунды и лимитируется размером ячеек анодной сетки, стабильностью частоты генерации, эффективностью преобразования и общей выходной мощностью. Эффективный отбор мощности из виркаторной полости в режимах, которые подходят для выбранного типа антенны, может также быть проблемой при высоких уровнях энергии и потенциально могут вызвать пробой изоляторов.

4. Поражающее действие электромагнитных боеголовок

Проблема поражающего действия электромагнитного оружия является комплексной. В отличие от технологической базы для конструирования оружия, которая широко представлена в литературе, вопросы, связанные с поражающим действием, рассматриваются в литературе с гораздо меньшей частотой.

В то время, как расчет напряженности электромагнитного поля при заданном радиусе для конкретной конструкции является прямой задачей, определение вероятности поражения для данного класса целей при заданных условиях таковой не является.

Во-первых, типы целей весьма разнообразны по своей электромагнитной прочности или способности противостоять повреждению. Оборудование, которое было специально заэкранировано и "усилено" с целью противостоять электромагнитной атаке, будет противостоять электромагнитным полям с интенсивностью на порядок большей, чем стандартное оборудование коммерческого класса. Более того, стойкость к электромагнитным атакам даже однотипного оборудования, но разных производителей, может быть разной из-за особенностей электрической конструкции, кабельных схем и экранирования.

Вторая основная группа проблем в определении поражающего действия заключается в эффективности поглощения энергии, которая является мерой того, какая доля энергии переходит из поля, произведенного электромагнитным оружием, в цель. Только энергия, поглощенная целью, может вызвать поражение.

4.1. Режимы поглощения энергии

При оценке, сколько энергии поглощается целью, в литературе рассматривается два принципиальных режима:

  • энергия проникает в цель через "парадную дверь": через антенну, наличие которой характерно для радарного и связного оборудования. Антенная подсистема разрабатывается для передачи энергии в оборудование и из него и, таким образом, является эффективным путем для потока энергии от электромагнитного оружия ко входу прибора;
  • энергия проникает через "заднюю дверь": электромагнитное поле от электромагнитного оружия генерирует большие переходные токи (выбросы, если генерируются низкочастотным оружием или электрические стоячие волны, если генерируются микроволновым оружием) на электрических проводниках или кабелях внутренних соединений или обеспечивающих соединения с основным источником питания или телефонной сетью [TAYLOR92, WHITE78]. Оборудование, подсоединенное к облученным кабелям или проводам будет подвержено действию или высоковольтных выбросов или стоячих волн, которые могут повредить источники питания и коммуникационные интерфейсы, если их электрическая стойкость не усилена. Более того, если переходной процесс проникнет в оборудование, повреждение может быть сделано и внутри прибора.

Низкочастотное оружие будет хорошо воздействовать на типичную проводную инфраструктуру, такую как большинство телефонных линий, сетевые кабели и силовые линии вдоль улиц, стояков зданий и коридоров. В большинстве случаев любая конкретная кабельная проводка будет включать многократные линейные сегменты, объединяемые при примерно прямых углах. Какой бы ни была относительная ориентация оружейного поля, более чем один линейный сегмент кабельной проводки окажется ориентированным таким образом, что будет достигаться хорошая эффективность поглощения энергии.

Следует сказать с этой точки зрения о пределах безопасности некоторых типичных типов полупроводниковых приборов. По гарантиям производителей, диапазон напряжений пробоя для кремниевых высокочастотных приборов, широко используемых в связном оборудовании, как правило лежит в диапазоне 15-65 В. Арсенид-галиевые полевые транзисторы обычно имеют напряжения пробоя 10 В. Существенная часть любого компьютера, микросхемы динамической памяти с произвольным доступом, DRAM, имеют напряжение пробоя до 7 В относительно земли. Напряжение пробоя CMOS логики находится в диапазоне от 7 до 15 В и микропроцессоры с их номинальным напряжение 3,3 - 5 В находятся вблизи этого диапазона. Хотя многие современные приборы оборудованы дополнительными цепями защиты для стока электростатических зарядов, постоянное или повторяющееся приложение высокого напряжения будет вызывать их повреждение [MOTO3, MICRON92, NATSEMI86].

Коммуникационные интерфейсы и источники питания должны, как правило, удовлетворять требованиям электробезопасности, накладываемыми соответствующими регулирующими документами. Такие интерфейсы обычно защищаются посредством изолирующих трансформаторов с номинальным напряжением от сотен вольт до 2-3 кВ.

Очевидно, что если при защите, обеспечиваемой трансформатором, выходят из строя кабельный разрядник или экранировка, напряжения, даже такие низкие, как 50 В могут вызвать существенные повреждения компьютерного или связного оборудования. Автор своими глазами видел изделия (компьютеры и бытовая электроника), которые подверглись низкочастотным высоковольтным выбросам (вблизи разрядов молнии, мощных электрических переходных процессов). Во всех случаях повреждение было интенсивным, и часто требовало замены большинства полупроводников в оборудовании [2].

Микроволновое оружие высокой мощности, работающее в сантиметровом и миллиметровом диапазонах, имеет дополнительный - к проникновению через "заднюю дверь" - механизм проникновения энергии в оборудование. Это возможность прямо проникать в оборудование через вентиляционные отверстия, щели между панелями и плохо экранированными интерфейсами. При этих условиях, любое отверстие, ведущее внутрь оборудования, ведет себя как щель в микроволновой полости, позволяя микроволновой радиации прямо возбуждать или проникать в полость. Микроволновая радиация будет формировать пространственную стоячую волну внутри оборудования. Компоненты, расположенные в противоположных узлах стоячей волны будут подвергаться действию сильного электромагнитного поля.

Поскольку радиация микроволнового диапазона легче проникает в оборудование, чем радиация низкочастотного диапазона, и во многих случаях обходит защиту, разработанную для того, чтобы остановить проникновение низкочастотной энергии, микроволновое оружие потенциально имеет большее поражающее действие, чем низкочастотное оружие.

Исследования, которые были проведены в этой области, иллюстрируют трудность в разработке работающих моделей для предсказания уязвимости оборудования. Тем не менее эти исследования обеспечивают устойчивую основу для стратегий экранирования и усиления электромагнитной стойкости оборудования.

Разнообразие типов вероятных целей и неизвестные геометрическое расположение и электрические характеристики проводной и кабельной инфраструктуры, окружающей цель, делает точное предсказание поражающего действия невозможным.

Обычный подход, когда имеют дело с проникновением энергии через провода и кабели, заключается в том, чтобы определить "вольтаж" уровня поражения и затем использовать его для нахождения напряженности поля, требуемой для образования этого напряжения. Когда напряженность поля известна, радиус поражения для данного типа оружия может быть рассчитан.

Тривиальный пример: микроволновый генератор высокой мощности (10 ГВт, 5 ГГц) облучает площадку диаметром 400-500 м. Это даст напряженность поля в несколько киловольт на метр, что, в свою очередь, вызовет напряжения от сотен вольт до киловольт на облученных проводах и кабелях [KRAUS88, TAYLOR92]. Это означает, что радиус поражения будет порядка сотен метров, в зависимости от параметров оружия и электрической прочности мишени.

4.2. Максимизация поражающего действия электромагнитной бомбы

Чтобы максимизировать поражающее действие электромагнитной бомбы, необходимо максимизировать мощность, которая поглощается мишенью.

Первый шаг в максимизации поражающего действия бомбы, заключается в максимизации пиковой мощности и длительности излучения. При заданном размере бомбы, это достигается путем использования наиболее мощного генератора (генератора со сжатием потока или виркатора в случае микроволновых генераторов) и путем максимизации эффективности преобразования внутренней энергии порохового заряда или взрывчатки в электромагнитную энергию. Энергия, которая не эмитируется, потеряна с точки зрения поражающего действия.

Второй шаг заключается в максимизации эффективности поглощения энергии мишенью. Хорошая стратегия, когда имеешь дело со сложным и разнообразным набором мишеней, заключается в том, чтобы максимально использовать частотный диапазон электромагнитного оружия.

Низкочастотная бомба, созданная на базе FC-генератора, требует большой антенны, чтобы обеспечить эффективную доставку энергии от оружия к цели; компактная антенна не будет оптимальным решением. Одна из возможных схем заключается в развертывании пяти линейных антенных элементов при достижении бомбой заданной высоты. Это достигается путем выбрасывания кабельной катушки с несколькими сотнями метров кабеля. Четыре радиальных антенных элемента формируют виртуальную землю около бомбы, в то время как аксиальный элемент используется для того, чтобы передать энергию от FCG. Длины элементов необходимо с особой тщательностью согласовать с частотными характеристиками оружия. Импульсный трансформатор высокой мощности применяется, чтобы согласовать низкий импеданс FC-генератора с очень высоким импедансом антенны и гарантировать, что импульс тока не испарит кабель раньше времени.

Возможны другие подходы. Один из них заключается в том, чтобы направить бомбу как можно ближе (порядка нескольких метров) к цели, и положиться на ближнее поле, производимое обмоткой FC-генератора, которая действует как петлевая антенна с диаметром, много меньшем длины волны. Область, которая заслуживает дальнейших исследований в этом контексте - это использование низкочастотных бомб для повреждения или уничтожения библиотек на магнитных лентах, так как ближние поля в непосредственной близости от генератора потока того же порядка величины, что и коэрцитивная сила большинства современных магнитных материалов.

Микроволновые бомбы имеют широкий диапазон режимов "внедрения" энергии. Излучение их имеет длину волны, малую по сравнению с размерами бомб, и может быть легко сфокусировано на мишени при помощи компактного антенного ансамбля. Предполагая, что антенна обеспечивает требуемый размер оружейного "следа", имеется по крайней мере два механизма, которые могут быть применены к дальнейшей максимизации поражающего действия.

Первый заключается в качании частоты. Это может улучшить "внедрение" энергии по сравнению с "моночастотным" оружием, так как дает возможность радиации внедриться в апертуры и резонансы в широком интервале частот.

Второй механизм, который может быть применен для улучшения "внедрения" - поляризация оружейного излучения. Если мы предположим, что ориентация возможных апертур и резонансов проникновения в наборах мишеней случайна относительно ориентации оружейной антенны, линейно поляризованная эмиссия использует только половину имеющихся возможностей. Круговая поляризация использует все возможности "внедрения" энергии.

Практическое ограничение заключается в том, что имеется определенная трудность в разработке и изготовлении мощной антенны с круговой поляризацией, которая, к тому же, должна быть компактной и широкополосной. Поэтому требуется провести определенные исследования по коническим спиральным типам антенн, способным работать с высокими уровнями; необходимо также создать соответствующий интерфейс для виркатора с несколькими выходными портами. Возможное исполнение изображено на рис. 5.

Другой аспект поражающего действия электромагнитной бомбы - высота детонации; варьируя высоту детонации можно достигнуть компромисса между размером области поражения и интенсивностью электромагнитного поля в этой области. Т.е можно принести в жертву площадь поражения, чтобы пробить электромагнитную стойкость при заданном размере бомбы (рис. 7, 8). Это мало чем отличается от использования воздушных взрывных устройств.

Суммируя вышесказанное, можно сказать, поражающее действие максимизируется путем максимизации выходной мощности и эффективности переноса энергии от оружия к мишени. Микроволновое оружие дает возможность сфокусировать почти всю выходную энергию в область летального поражения, и дает возможность применить широкий спектр мод внедрения энергии. Поэтому микроволновые бомбы предпочтительнее.

5. Нацеливание электромагнитных бомб

Задача идентификации целей для атаки электромагнитными бомбами может быть комплексной. Некоторые категории целей будут очень легки для идентификации. Сооружения, в которых размещаются правительственные учреждения, средства обслуживания производства, военные базы и радарные станции, коммуникационные узлы - это цели, которые могут быть с легкостью идентифицированы посредством обычной и технической (фотографической, спутниковой, радарной, электронной) разведок. Эти цели, как правило, географически фиксированы и, таким образом, при атаке можно обеспечить проникновение самолета к месту сброса бомбы. С точностью, свойственной GPS-управляемому оружию, электромагнитная бомба может быть запрограммирована таким образом, чтобы взорваться в позиции, оптимальной для причинения максимального электрического повреждения.

Мобильные и камуфлированные цели, которые излучают открыто, могут быть также легко обнаружены. Мобильное и перемещаемое оборудование противовоздушной обороны, мобильные коммуникационные узлы и морские суда - хорошие примеры этой категории целей. Пока они излучают, их местоположение может быть точно определено, при помощи подходящей системы радиопеленгации. Так как большинство таких целей двигается достаточно медленно, маловероятно, что они смогут покинуть зону поражения электромагнитной бомбы за подлетное время.

Мобильные или замаскированные цели, которые не излучают радиацию, могут создать трудности, особенно, если применяются обычные средства целеидентификации и целенаведения. Тем не менее, техническое решение этой проблемы существует для многих типов целей. Это решение заключается в обнаружении и пеленгации побочного радиоизлучения [HERSKOWITZ96].

Хотя демодуляция ПЭМИ может быть технически трудной задачей для того, в контексте целеидентификации и целенаведения электромагнитных бомб эта проблема не возникает. Для локализации такой эмиссии для атаки, требуется только идентифицировать тип эмиссии и, таким образом, тип цели, и определить ее местоположение с точностью, достаточной для доставки бомб. Поскольку излучение от компьютерных мониторов, периферии, процессоров, импульсных источников питания, электромоторов и т.д. различается по частоте и модуляции, соответствующая система может быть разработана для детектирования, идентификации и пеленгации таких источников ПЭМИ.

Существует хороший прецедент решения этой задачи. Во время вьетнамской войны действовало несколько ночных боевых вертолетов, которые использовали пеленгаторные приемники для обнаружения излучения от систем зажигания транспортных средств. Когда грузовик был обнаружен, а его местоположение определено, вертолет атаковал его.

Так как ПЭМИ имеют относительно низкие уровни мощности, а использование этого метода детекции перед началом боевых действий может быть затруднено, то может оказаться необходимым облетать территорию, для того, чтобы найти сигналы достаточной интенсивности [5]. Может потребоваться использование "невидимых" (stealthy) разведывательных самолетов или беспилотных самолетов-разведчиков дальнего радиуса действия. Последнее также увеличивает возможности электромагнитных боеголовок беспилотных летательных аппаратов, оборудованных соответствующими системами наведения. Они могут быть запрограмированны таким образом, чтобы барражировать в зоне до тех пор, пока подходящая цель не будет обнаружена по своему излучению. После этого летательный аппарат наводится на цель.

6. Доставка обычных (неядерных) электромагнитных бомб

Как и в случае боеголовок со взрывчаткой, электромагнитные боеголовки будут занимать некоторый объем и будут иметь некоторую массу (вес), определяемой плотностью ее начинки. Подобно боеголовкам со взрывчаткой, электромагнитные боеголовки могут быть встроены в ряд средств доставки.

Известны решения [6] по установке электромагнитных боеголовок в крылатые ракеты. Выбор крылатых ракет в качестве носителей будет ограничивать вес электромагнитного оружия 340 кг (750 фунтов), но если пожертвовать некоторым количеством горючего, это значение может быть увеличено. Ограничение во всех таких применениях заключается в необходимости нести батарею для обеспечения стартового тока первичного FC-генератора. Поэтому полезная нагрузка разделяется между батареей и собственно оружием.

В полностью автономном вооружении, таком как крылатые ракеты, размер первичного источника тока и его батареи может накладывать существенные ограничения на возможности оружия. Авиабомбы, которые имеют подлетное время от десятков секунд до минут, могут быть сконструированы так, чтобы использовать энергосистему самолета. В такой конструкции бомбы банк конденсаторов может быть заряжен по пути от взлета самолета до цели. После сброса бомбы может потребоваться уже значительно меньший бортовой источник электропитания для сохранения заряда в первичном источнике до его инициации.

Электромагнитные бомбы, доставляемые при помощи обычных самолетов [7] дают много лучшее соотношение массы электромагнитного прибора к общей массе бомбы, так как большая часть бомбовой массы может быть отдана инсталлируемому электромагнитному устройству. Из этого следует, что на данном технологическом этапе электромагнитная бомба той же массы, что и крылатая ракета, будет иметь более высокую поражающую способность в предположении одинаковой точности доставки и технологической одинаковости конструкции электромагнитных приборов.

Электромагнитная боеголовка ракеты будет включать собственно электромагнитное устройство, конвертер электрической энергии и бортовой источник питания, такой, как батарея. Электромагнитное устройство будет инициировано по команде бортовой системы подрыва. В крылатых ракетах это может быть связано с навигационной системой; а в противокорабельных ракетах и ракетах воздух-воздух с радарным искателем. Отношение массы боеголовки к общей массе ракеты будет между 15% и 30% [8].

Боеголовка электромагнитной бомбы состоит из электромагнитного прибора, конвертера электрической энергии и аккумулятора энергии для накачки и поддержания заряда электромагнитного прибора после отделения его от платформы-носителя. Подрыв может быть обеспечен радарным высотомерным взрывателем для взрыва бомб в воздухе, барометрическим взрывателем или навигационной системой в GPS-управляемых бомбах. Соотношение полезная нагрузка/общая масса может доходить до 85%, так как большая часть общей массы занята электромагнитным прибором и поддерживающим его оборудованием.

Вследствие потенциально большого радиуса поражения электромагнитного устройства , сравнимого с радиусом поражения обычным прибором такой же массы, благоразумным было бы выпускать носитель ЭМУ с безопасного расстояния. В то время как для крылатых ракет это является само собой разумеющимся, потенциальное применение электромагнитных устройств в самолетах-снарядах, антикорабельных ракетах и ракетах класса воздух-воздух будет диктовать такую тактику стрельбы или бомбометания, чтобы самолет, выпустивший ракету или бомбу, мог удалится на безопасное расстояние, прежде чем произойдет детонация боеголовки.

Появление устройств наведения с использованием спутниковой GPS навигации для обычных самолетов-снарядов обеспечило оптимальные средства для доставки такого оружия. Хотя GPS-управляемое оружие без дифференциального GPS-расширения может и не иметь точности, которую обеспечивают лазерные и телевизионные средства наведения, оно все же достаточно точно (~40 футов) и, что важно, дешево и всепогодно.

ВВС США недавно развернули Northrop GAM (GPS Aided Munition) на бомбардировщике B-2 [NORTHROP95], а к 2000 году развернут GPS и инерционно управляемую систему GBU-29/30 JDAM (Joint Direct Attack Munition) [MDC95] и самолет-снаряд AGM-154 JSOW (Joint Stand Off Weapon) [PERGLER94]. Другие страны также развивают эту технологию: австралийский самолет-снаряд BAeA AGW (Agile Glide Weapon) имеет интервал планирования 140 км [KOPP96].

Самолеты-снаряды, как средства доставки HPM-боеголовок, важны по трем причинам. Во-первых, самолеты-снаряды могут выпускаться вне эффективного радиуса противовоздушной обороны, минимизируя, таким образом, риск для выпускающего снаряд самолета. Во-вторых, большой "зазор" означает, что самолет может остаться не подверженным действию бомбы. Наконец, автопилот бомбы-снаряда может быть запрограммирован на конечную траекторию оружия, так что цель может быть поражена с наиболее подходящих направлений и высоты.

Основное преимущество использования электромагнитных бомб заключается в том, что они могут быть доставлены при помощи тактических самолетов с навигационной системой наведения, способными нести GPS-управляемое вооружение. Как можно ожидать, GPS-управляемое вооружение будет стандартным вооружением западных военно-воздушных сил к концу этого десятилетия и каждый самолет, способный нести стандартное управляемое вооружение также становится потенциальным носителем электромагнитных бомб.

Из-за простоты электромагнитных бомб по сравнению с таким вооружением, как ракеты для подавления источников излучения, можно ожидать, что Е-бомбы должны быть как дешевле в производстве, так и проще в обслуживании, позволяя, таким образом, иметь более существенные запасы. В свою очередь, это делает массированные атаки значительно более осуществимыми.

В этом контексте стоит отметить, что наличие в составе военно-воздушных сил США таких самолетов как F-117A и B-2A обеспечивает возможность "безнаказанной"доставки E-бомб против произвольных целей. Способность В-2А доставить до 16 GAM/JDAM боеголовок, снаряженных е-бомбами, позволяет малому числу таких самолетов произвести решающий удар против ключевых целей театра военных действий. Модификации F-22 с их ударной и электронной боевой мощью также являются весьма подходящими платформами для доставки E-бомб/JDAM. Имея великолепный радиус действия, низкую радарную видимость и сверхзвуковую крейсерскую скорость RFB-22 могут атаковать узлы противовоздушной обороны, авиабазы и стратегические цели с применением E-бомб, достигая значимого шокового эффекта.

7. Оборона против электромагнитных бомб

Наиболее эффективная оборона против электромагнитных бомб заключается в том, чтобы, как и в случае с ядерным оружием, воспрепятствовать их доставке путем уничтожения платформ для запуска или средств доставки. Это, однако, не всегда возможно и поэтому системы, которые могут подвергнуться действию электромагнитного оружия, должны быть электромагнитно упрочнены.

Наиболее эффективный метод заключается в том, чтобы поместить оборудование целиком в электропроводящую клетку, называемую ячейкой Фарадея, которая препятствует проникновению электромагнитного поля от источника к защищаемому оборудованию. Однако, большая часть такого оборудования должно иметь коммуникации с внешним миром (например, с источниками питания), что влечет появление "точек входа", через которые электрические переходные процессы могут проникать в клетку и вызывать повреждение. И хотя для передачи данных могут быть применены оптико-волоконные линии, кабели питания все равно остаются уязвимым местом.

В месте входа электропроводящего канала должны быть установлены сетевые фильтры (electromagnetic arresting devices). Существует целый набор таких устройств, однако следует быть внимательным при их выборе, чтобы быть уверенным, что они смогут работать с перенапряжениями, создаваемыми электромагнитным оружием. Сообщения из США [9] свидетельствуют, что меры упрочнения аппаратуры, применяющиеся при противодействии ядерным E-бомбам, не очень хорошо работают в случае применения неядерного микроволнового E-оружия.

Существенно, что усиление систем должно быть проведено на системном уровне, так как электромагнитное повреждение любого единичного элемента сложной системы могло бы подавить функциональность всей системы. Усиление вновь создаваемой аппаратуры и систем существенно увеличит их стоимость. Усилить старую аппаратуру и системы может оказаться вообще невозможным, так что может потребоваться полная их замена. Проще говоря, усилить оборудование на стадии его разработки значительно легче, чем пытаться усилить уже существующую аппаратуру.

Интересный аспект электрического повреждения заключается в возможности "ранения" полупроводниковых приборов, оборудование при этом испытывает "мерцающие" неисправности, а не полный выход из строя. Такие неисправности связывают значительное количество ресурсов, предназначенных для технического обслуживания и, кроме того, ограничивают уверенность операторов в надежности аппаратуры. Мерцающие неисправности невозможно отремонтировать за разумные деньги, что вызывает необходимость постоянного выведения оборудования из эксплуатации со значительными потерями эксплуатационного времени на диагностику повреждений. Этот фактор также должен приниматься во внимание, когда оценивается упрочнение аппаратуры против электромагнитной атаки, так как частичное или неполное упрочнение в этой связи может вызвать дополнительные трудности. Действительно, при неполном экранировании может возникнуть резонанс при возбуждении излучением, что только добавит повреждения оборудованию, содержащемуся в "клетке" .

Аппаратура, помещенная в клетку Фарадея, помимо того, что она этим самым упрочнена против электромагнитной атаки, не будет и излучать значительные мощности. Если используется радиочастотное связное оборудование, должны использоваться методики уменьшения вероятности перехвата, для того, чтобы предотвратить использование уходящего излучения для целей наведения [DIXON84].

Коммуникационные сети должны применять топологию с достаточной избыточностью и механизмами ликвидации сбоев, для того, чтобы была возможна работа при выходе из строя большого количества узлов и линий связи. Это не позволит пользователю электромагнитных бомб вывести из строя большую часть сети или даже сеть в целом путем уничтожения ключевых узлов или линий связи одной атакой или небольшим количеством атак.

8. Ограничения электромагнитных бомб

Ограничения электромагнитного оружия определяются конкретным исполнением и средствами доставки. Тип исполнения оружия определяет силу электромагнитного поля на данном радиусе от места инициации и его спектральное распределение. Средства доставки будут ограничивать точность, с какой оружие может быть доставлено к намеченной цели.

Следует заметить, что ламповое оборудование значительно более устойчиво к воздействию электромагнитного оружия, чем оборудование на транзисторах и микросхемах. Поэтому оружие, оптимизированное для уничтожения "твердотельных" компьютеров и приемников, может вызвать только небольшое повреждение, или даже не оказать никакого воздействия на ламповое оборудование, для примера на советское военное оборудование начало 60-х. Поэтому такое оборудование может быть выведено из строя только при применении соответствующего оружия.

Другое ограничение электромагнитного оружия заключается в том, что трудно оценить, выведена аппаратура из строя или нет. Радары или связное оборудование могут продолжать излучать после атаки, даже если их приемники и системы обработки данных выведены из строя. Это означает, что оборудование, которое было успешно атаковано, может вновь оказаться работающим. С другой стороны, противник может выключить излучатель при угрозе атаки и отсутствие излучения уже не будет свидетельствовать об успехе атаки.

Оценка того, является ли атака против неизлучающей цели успешной или нет, весьма проблематична. Хорошим делом была бы разработка инструментария специально для целей анализа побочных излучений, не только для целенаведения, но для оценки степени поражения.

Важный фактор в оценке летального покрытия электромагнитного оружия - распространение в атмосфере. Хотя соотношение между силой электромагнитного поля и расстоянием для свободного пространства определяется законом обратных квадратов, ослабление поражающего действия с увеличением расстояния в условиях атмосферы будет также обусловлено эффектами поглощения атмосферных газов [10]. Это, в частности, существенно на частотах выше 20 ГГц, где существуют значительные пики поглощения водяного пара и кислорода. Это будет ограничивать действие электромагнитного оружия микроволнового диапазона более коротким радиусом, чем в идеале достигалось бы для К и L частотных диапазонов.

Средства доставки будут ограничивать поражающее действие электромагнитных бомб введением ограничений на размеры оружия и точность его доставки. Если ошибка доставки будет порядка летального радиуса при данной высоте подрыва, поражающее действие будет значительно ограничено. Это особенно важно, когда оценивается поражающее действие неуправляемых электромагнитных бомб, так как ошибки доставки будут существенно больше, чем в случае применения управляемого оружия, такого как GPS-управляемые бомбы.

Поэтому точность доставки и достижимый радиус поражения должен рассматриваться с учетом приемлемого непрямого повреждения для выбранной цели. Когда рассматривается непрямое электрическое повреждение, точность доставки и радиус поражения являются ключевыми параметрами. Неточно доставленное оружие с большим радиусом поражения может оказаться бесполезным против цели, для которой, за пределами некоторого определенного радиуса, можно говорить только о непрямом поражении.

9. Распространение электромагнитных бомб

На момент написания статьи только две страны имели отработанную технологическую базу и специфический опыт разработки оружия по этой технологии США и страны бывшего СССР. Однако, относительная простота FC-генераторов и виркаторов предполагает, что любая страна, даже если она имеет технологическую базу на уровне 40-х годов, в состоянии произвести это оружие, если добудет конструкторскую документацию на него.

Как пример, изготовление FC-генераторов может быть выполнено с базовыми электрическими материалами, с обычной пластической взрывчаткой, такой как С-4 или Semtex и легко доступным станочным оборудованием, таким как токарные станки и соответствующие оправки для формирования катушек. Без учета накладных расходов, двухступенчатый FC-генератор мог бы быть изготовлен за $1000-2000, при западных ставках заработной платы [REINOVSKY85]. Для стран третьего мира и развивающихся стран эта стоимость может быть даже ниже.

В то время как относительная простота и, таким образом, низкая стоимость такого оружия может рассматриваться как благо для развитых стран, намеревающихся создать жизнеспособные военные запасы или сохранить производство в военное время, возможность менее развитых стран массово производить такое оружие вызывает обоснованную тревогу. Зависимость современных экономик от инфраструктуры информационных технологий делает их крайне уязвимыми к атакам такого оружия.

Основное беспокойство вызывает уязвимость, проистекающая из увеличивающегося использования коммуникационных схем, основанных на медных кабелях. Если медную среду массово заменить на оптическое волокно для достижения более высокой пропускной способности, коммуникационная инфраструктура станет в результате значительно более устойчивой к электромагнитным атакам. Однако, современная тенденция заключается в использовании существующей кабельной инфраструктуры (телевизионной и телефонной) для обеспечения многократного увеличения битрейта (кабельные модемы, ADSL/HDSL/VDSL). Более того, постепенная замена коаксиальных Ethernet сетей на оборудование на скрученных парах и далее будет увеличивать уязвимость кабельных систем внутри зданий. Не будет чрезмерным предположить, что коммуникационный сервис на Западе останется в обозримом будущем "мягкой" электромагнитной целью.

В настоящее время не существует мер, препятствующих распространению электронного оружия. Даже если будут согласованы договоренности по ограничению распространения электромагнитного оружия, они окажутся фактически неспособными перебороть существующую доступность соответствующих материалов и оборудования.

При тех экономических трудностях, которые существуют в странах бывшего СССР, нельзя не учитывать возможность утечки разработанной технологии по электромагнитному оружию в страны третьего мира или террористическим организациям. Угроза распространения электромагнитного оружия вполне реальна.

Литература

AAP1000 - RAAF, DI(AF) AAP1000, The Air Power Manual, Second Edition, RAAF APSC, Canberra, 1994

AAP1003 - RAAF, DI(AF) AAP1003, Ch.8 The Law of Aerial Targeting, Operations Law for RAAF Commanders, First Edition, RAAF APSC, Canberra, 1994

AFM1-1 - Basic Aerospace Doctrine of the United States Air Force, Air Force Manual 1-1, Volume 1, March 1992.

CAIRD85 - Caird R.S. et al, Tests of an Explosive Driven Coaxial Generator, Digest of Technical Papers, 5th IEEE Pulsed Power Conference, pp.220, IEEE, New York, 1985.

DIXON84 - Dixon R.C., Spread Spectrum Systems, John Wiley and Sons, New York, 1984.

FANTHOME89 - Fanthome B.A., MHD Pulsed Power Generation, Digest of Technical Papers, 7th IEEE Pulsed Power Conference, pp.483, IEEE, New York, 1989.

FLANAGAN81 - Flanagan J., High-Performance MHD Solid Gas Generator, Naval Research Lab, Patent Application 4269637, May 1981.

FOWLER60 - C. M. Fowler, W. B. Garn, and R. S. Caird, Production of Very High Magnetic Fields by Implosion, Journal of Applied Physics, Vol. 31, No. 3, 588-594, March, 1960.

FOWLER89 - C. M. Fowler,R. S. Caird, The Mark IX Generator, Digest of Technical Papers, Seventh IEEE Pulsed Power Conference, 475, IEEE, New York, 1989.

FULGHUM93 - Fulghum, D.A., ALCMs Given Non Lethal Role, Aviation Week & Space Technology, February 22, 1993.

GLASSTONE64 - S. Glasstone, Editor, The Effects of Nuclear Weapons, US AEC, April, 1962, Revised Edition February, 1964.

GOFORTH89 - Goforth J.H. et al, Experiments with Explosively Formed Fuse Opening Switches in Higher Efficiency Circuits, Digest of Technical Papers, 7th IEEE Pulsed Power Conference, pp.479, IEEE, New York, 1989.

GRANATSTEIN87 - Granatstein V.L., Alexeff I., High Power Microwave Sources, Artech House, Boston, London, 1987

HERSKOVITZ96 - Herskowitz D., The Other SIGINT/ELINT, Journal of Electronic Defence, April, 1996.

HOEBERLING92 - Heoberling R.F., Fazio M.V., Advances in Virtual Cathode Microwave Sources, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 34, No. 3, 252, August 1992.

ICH10 - EW Systems: AN/ Designated Hardware, pp.86, International Countermeasures Handbook, 10th Edition, Cardiff Publishing, Colorado, 1985.

ICH14 - International Countermeasures Handbook, 14th Edition, Cardiff Publishing, Colorado, 1989.

JED95 - USAF Looks for HPM SEAD Solution, pp.36, Journal of Electronic Defence, September, 1995.

JED96 - Hughes to Build HPM SEAD Demonstrator, pp.29, Journal of Electronic Defence, February, 1996.

KIRTLAND94 - High Energy Microwave Laboratory, Fact Sheet, USAF AFMC, Phillips Laboratory, Kirtland AFB, 1994.

KOPP92 - Kopp C., Command of the Electromagnetic Spectrum - An Electronic Combat Doctrine for the RAAF, Working Paper No.8, Air Power Studies Centre, Royal Australian Air Force, Canberra, November 1992.

KOPP93 - Kopp C., A Doctrine for the Use of Electromagnetic Pulse Bombs, Working Paper No.15, Air Power Studies Centre, Royal Australian Air Force, Canberra, July 1993.

KOPP96 - Kopp C., Australia's Kerkanya Based Agile Gliding Weapon, pp.28, Australian Aviation, Aerospace Publications, Canberra, June 1996.

KRAUS88 - Kraus J.D., Antennas, Second Edition, McGraw-Hill, 1988.

MDC95 - Joint Direct Attack Munition (JDAM), unclassified briefing, McDonnell Douglas Corporation, 1995, unpublished material.

MICRON92 - Micron DRAM Data Book, Micron Technology Inc, Idaho, 1992.

MOTO3 - Motorola RF Device Data, Motorola Semiconductor Products Inc, Arizona, 1983.

NATSEMI78 - CMOS Databook, National Semiconductor Corporation, Santa Clara, 1978

NORTHROP95 - B-2 Precision Weapons, unclassified briefing, Northrop-Grumman Corporation, September, 1995, unpublished material.

NPI93 - NPI Local Area Network Products, SMD Transformers, Nano Pulse Industries, Brea, 1993.

PERGLER94 - Pergler R., Joint Standoff Weapon System (JSOW), unclassified briefing, Texas Instruments, Inc., December 1994, unpublished material.

RAMO65 - Ramo S. et al, Fields and Waves in Communications Electronics, New York, John Wiley & Sons, 1965

REINOVSKY85 - Reinovsky R.E., Levi P.S. and Welby J.M., An Economical, 2 Stage Flux Compression Generator System, Digest of Technical Papers, 5th IEEE Pulsed Power Conference, pp.216, IEEE, New York, 1985.

SANDER86 - Sander K. F. and G.A.L. Reed, Transmission and Propagation of Electromagnetic Waves, Cambridge University Press, 1986.

STAINES93 - Staines, G.W., High Power Microwave Technology - Part IV, Military Applications of High Power Microwaves, Salisbury, DSTO ERL, EWD, 1993, draft paper.

SZAFRANSKI95 - Szafranski R., Col USAF, Parallel War and Hyperwar, Chapter 5 in Schneider B.R, Grinter L.E., Battlefield of the Future, 21st Century Warfare Issues, Air University Press, Maxwell AFB, September 1995.

TAYLOR92 - Taylor C.D., Harrison C.W., On the Coupling of Microwave Radiation to Wire Structures, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 34, No. 3, 183, August 1992.

THODE87 - Thode L.E., Virtual-Cathode Microwave Device Research: Experiment and Simulation, Chapter 14 in High Power Microwave Sources, 1987.

VECK85 - van Eck W., "Electromagnetic Radiation from Video Display Units: An Eavesdropping Risk", Computers and Security, 1985, pp. 269.

WARDEN95 - Warden J.A. III, Col USAF, Air Theory for the Twenty-first Century, Chapter 4 in Schneider B.R, Grinter L.E., Battlefield of the Future, 21st Century Warfare Issues, Air University Press, Maxwell AFB, September 1995.

WATERS92 - Waters Gary, Gulf Lesson One, Canberra, Air Power Studies Centre, 1992

WHITE78 - The EMP - A Triangular Impulse, 2.29, A Handbook Series on Electromagnetic Interference and Compatibility, Don White Consultants, Maryland, 1978.

Примечания:

  1. Электромагнитное импульсное устройство (Electromagnetic pulse or EMP device) - этот термин применим к любому устройству, ядерному или обычному, которое способно генерировать очень мощное, но короткое по времени электромагнитное поле. Для военного применения, это скоротечное поле должно быть достаточно интенсивным, чтобы вызвать поражение электрического или электронного оборудования. Электромагнитное оружие - это электромагнитные устройства, специально разработанные как оружие. Хотя термины "обычное электромагнитное оружие (conventional EMP weapon)" и "микроволновое оружие высокой мощности (High Power Microwave or HPM weapon)" применялись в каталогах в одном смысле (см. FULGHUM93), в этой работе будет разделяться микроволновое и низкочастотное оружие. Термин "электромагнитная бомба" или "E-бомба" будет использоваться для описания как для микроволновой, так и низкочастотной неядерных бомб. Эта работа не будет рассматривать использование ядерного электромагнитного импульса или альтернативное использование микроволновой технологии высокой мощности, которая имеет широкий спектр потенциальных приложений в EW оружии, радарном оружии или оружии с направляемой энергией. Общие выводы этой статьи в части уязвимости и упрочнения инфраструктуры также верны для микроволнового оружия с направляемой энергией.
  2. Один необычный пример электрического повреждения из-за удара молнии был описан автору одним очевидцем, задачей которого было оценить повреждение позиции. Молния ударила в непосредственной близости от ангара с передатчиком. Радиочастотные и силовые кабели были проложены от передающего ангара к передающей мачте в экранированном тоннеле прямоугольного сечения. Удар молнии вызвал электромагнитную стоячую волну в тоннеле, как в микроволновом волноводе. Все кабели внутри тоннеля сгорели через регулярные интервалы, точно соответствующие половине длины стоячей волны в тоннеле.
  3. NACSIM 5100A - стандарт, определяющий допустимые уровни излучения для оборудования, проектируемому в соответствие с TEMPEST (Transient ElectroMagnetic Pulse Emanation Standard)
  4. The Northrop/Lockheed ASD-5 Black Crow DF receiver was fitted to the AC-130A Pave Pronto gunships, rebuilt from obsoleted C-130 transports [ICH10].
  5. Заслуживающей внимания технической проблемой является то, что даже аппаратура, не соответствующая стандарту TEMPEST, будет излучать на очень низких уровнях по сравнению с намеренной передачей радарного или связного оборудования. Приемник, разработанный для обнаружения, идентификации и локализации источников побочного излучения должен быть или очень чувствительным, или помещен очень близко к излучателю. Стоит заметить, что побочное излучение от компьютерных мониторов и сетей проявляет регулярную картину и могут быть использованы корреляционные методики для значительного улучшения чувствительности приемника [DIXON84].
  6. Fulghum D.A., ALCMs Given Non Lethal Role, AW&ST, Feb 22, 1993. Этот недавний отчет свидетельствует, что США имели значительный прогресс в своих разработках технологии электромагнитных боеголовок. Электромагнитные боеголовки были встроены в USAF AGM-86 Air Launched Cruise Missile airframe, включающие как структурные и управляющие системные модификации. Из описания в этом отчете следует, что используются генераторы со взрывчатым сжатием потока для питания устройств, таких как виркаторы.
  7. Journal of Electronic Defense [JED96] недавно сообщил о контракте с Hughes Missile Systems Co на 6,6 млн. долларов, выигранном USAF Phillips Laboratory в Киртленде на создание технологической демонстрационной программы микроволнового оружия. Этот контракт позволит Hughes провести исследования для того, чтобы определить цели разработки и затем создать экспериментальный демонстрационный образец, используя разработанную под эгидой правительства технологию. JED утверждает, что это будет микроволновое устройство, возбуждаемое FC-генератором, причем наиболее вероятно, то самое, которое было создано при проведении предыдущих исследований военно-воздушными силами США в этой области [REINOVSKY85]. Более ранее сообщение [JED95] указывало на существование родственной программы. Устройства, разрабатываемые в рамках этих программ, по-видимому станут первыми HRM электромагнитными бомбами электромагнитного применения для доставки боевыми самолетами.
  8. Это может быть легко определено расчетом отношения массы боеголовки к общей массе для репрезентативной выборки типов ракет Взяв AGM-78 Standard в качестве нижнего предела, получим 15,9%, а взяв AGM-78 Standard в качестве верхнего предела, получим 28%.
  9. Staines, Fulghum. Это полностью соответствует теоретическим ожиданиям, так как различие в спектральных характеристиках микроволнового электромагнитного оружия, по сравнению с ядерным электромагнитным оружием, будет сильно действовать на эффективность защитных фильтров. Важно с инженерной точки зрения, что фильтр, разработанный для задержания сигналов на низких частотах, будет очень плохо работать на микроволновых частотах.
  10. См. International Countermeasures Handbook, 14th Edition, pp 104.

Версия этой статьи была опубликована в: "Information Warfare - Cyberterroism: Protecting Your Personal Security in the Electronic Age" by Winn Schwartau, 1996 Thunder's Mouth Press, 632 Broadway 7th Fl, New York, New York, ISBN: 1-56025-132-8, http://www.infowar.com

Выводы и взгляды, выраженные в этом документе, принадлежат автору и не отражают официальную позицию Правительства США, Министерства обороны, Военно-воздушных сил США и Air University.

Об авторе (по состоянию на момент написания статьи): Carlo Kopp. Родился в Перте (Perth), Западная Австралия. Окончил в 1984 г. с почетным дипломом по электротехнике университет Западной Австралии по специальности. В 1996 г. он получил степень магистра по компьютерным наукам и в настоящее время работает над докторской диссертацией по той же специальности в университете Monash, Мельбурн, Австралия. Он имеет более чем 10-летний опыт в различных отраслях промышленности, включая разработку высокопроизводительного коммуникационного оборудования, оптико-волоконных приемников и передатчиков, материнских плат для компьютеров, графических адаптеров и шасси. Является консультантом по Unix-системам программирования и системному администрированию. Активно публикуясь как оборонный аналитик в ведущем австралийском журнале по авиации "Australian Aviation" с 1980г., он стал в Австралии признанным авторитетом по вопросам оперативного и стратегического применения современных военных технологий. Его работы по электронной боевой доктрине, доктрине электромагнитного оружия, лазерному дистанционному считыванию и уменьшению демаскирующего излучения публиковались исследовательским центром королевских военно-воздушных сил Австралии (Royal Australian Air Force's Air Power Studies Centre) с 1992 г.

Источник: Air & Space Power Chronicles

Перевод © Sec.Ru

Окончание статьи > > >

Просмотров: 30862

Ваши комментарии:

Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.


Информация

  • Снимай крутую видеорекламу - выкладывай на Sec.Ru!

    Рекламный ролик - один из самых эффективных способов донесения информации. И он отлично подходит для рекламирования любой продукции, в т.ч. и продукции рынка систем безопасности.
    Поэтому редакция Портала решила составить свой рейтинг лучших рекламных видеороликов. Все они разные и все чем-то покоряют: красотой, задумкой, стилем съемки, посылом, необычным финалом.
    Некоторые из них язык не повернется назвать иначе как шедевром короткого метра. Смотрим, наслаждаемся, делаем заметки, учимся творить рекламу правильно.
    Если Вы хотите выложить видеоролик о своей продукции на Sec.Ru, пишите о своем желании на adv@sec.ru!

    Картинка: Jpg, 100x150, 16,47 Кбайт

    Мотор!

Отраслевые СМИ

Все права защищены 2002 – 2018
Rambler's Top100 �������@Mail.ru